Der Hydrogenerator besteht aus Rotor, Stator, Rahmen, Axiallager, Führungslager, Kühler, Bremse und weiteren Hauptkomponenten (siehe Abbildung). Der Stator besteht hauptsächlich aus Rahmen, Eisenkern, Wicklung und weiteren Komponenten. Der Statorkern besteht aus kaltgewalztem Siliziumstahlblech, das je nach Herstellungs- und Transportbedingungen in einer integralen oder geteilten Ausführung gefertigt werden kann. Der Wasserturbinengenerator wird üblicherweise durch geschlossene Umluft gekühlt. Bei Geräten mit sehr großer Kapazität wird in der Regel Wasser als Kühlmittel zur direkten Kühlung des Stators verwendet. Werden Stator und Rotor gleichzeitig gekühlt, entsteht ein Generator mit doppeltem Wasserkühlrad.
Um die Leistung einzelner Wasserkraftgeneratoren zu steigern und sie zu riesigen Anlagen auszubauen, werden zahlreiche neue Technologien eingesetzt, um Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu verbessern. Um beispielsweise die Wärmeausdehnung des Stators auszugleichen, werden eine schwimmende Statorkonstruktion und eine geneigte Lagerung verwendet, während der Rotor eine Scheibenkonstruktion aufweist. Um die Lockerung der Statorwicklung zu verhindern, wird ein Polsterstreifen unter einem elastischen Keil eingesetzt, um den Isolationsverschleiß des Walzdrahts zu vermeiden. Die verbesserte Belüftungsstruktur reduziert Wind- und Wirbelstromverluste und steigert so die Effizienz der Anlage weiter.
Mit der Entwicklung der Pumpturbinen-Herstellungstechnologie steigen auch die Geschwindigkeit und Kapazität des Generatormotors und erreichen große Kapazitäten und hohe Drehzahlen. Zu den weltweit gebauten Energiespeicherkraftwerken mit leistungsstarken und schnelllaufenden Stromerzeugungsmotoren gehört das Pumpspeicherkraftwerk Dinowick (330.000 KVA, 500 U/min) in Großbritannien.
Bei einem Generatormotor mit doppelter Innenkühlung werden Statorspule, Rotorspule und Statorkern direkt mit ionischem Wasser gekühlt, was die Fertigungsgrenzen des Generatormotors verbessern kann. Der Generatormotor (425.000 kVA, 300 U/min) des Pumpspeicherkraftwerks Lakongshan in den USA verfügt ebenfalls über eine doppelte Innenkühlung.
Anwendung eines magnetischen Axiallagers. Mit zunehmender Leistung und Drehzahl des Generatormotors steigen auch die Axialkraft und das Anlaufdrehmoment des Aggregats. Durch den Einsatz des magnetischen Axiallagers wirkt die Axialkraft entgegen der Schwerkraft magnetisch anziehend. Dies reduziert die Axiallagerbelastung, verringert den Verlust des Wellenoberflächenwiderstands, senkt die Lagertemperatur und verbessert den Wirkungsgrad des Aggregats. Auch das Anlaufwiderstandsmoment wird reduziert. Das magnetische Axiallager wird für den Generatormotor (335.000 kVA, 300 U/min) des Pumpspeicherkraftwerks Sanglangjing in Südkorea eingesetzt.
Veröffentlichungszeit: 21. März 2022
